元器件选型规范
一,元器件选型原则:
a)普遍性原则:所选的元器件要是被广泛使用验证过的,尽量少使用冷门、偏门芯片,减少开发风险。
b)高性价比原则:在功能、性能、使用率都相近的情况下,尽量选择价格比较好的元器件,降低成本。
c)采购方便原则:尽量选择容易买到、供货周期短的元器件。
d)持续发展原则:尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件。
e)可替代原则:尽量选择pin to pin兼容芯片品牌比较多的元器件。
f)向上兼容原则:尽量选择以前老产品用过的元器件。
g)资源节约原则:尽量用上元器件的全部功能和管脚。
二主要元器件选型
1,处理器选型要求:
要选好一款处理器,要考虑的因素很多,不单单是纯粹的硬件接口,还需要考虑相关的操作系统、配套的开发工具、仿真器,以及工程师微处理器的经验和软件支持情况等。
嵌入式微处理器选型的考虑因素
在产品开发中,作为核心芯片的微处理器,其自身的功能、性能、可靠性被寄予厚望,因为它的资源越丰富、自带功能越强大,产品开发周期就越短,项目成功率就越高。但是,任何一款微处理器都不可能尽善尽美,满足每个用户的需要,所以这就涉及选型的问题。
(1)应用领域
一个产品的功能、性能一旦定制下来,其所在的应用领域也随之确定。应用领域的确定将缩小选型的范围,例如:工业控制领域产品的工作条件通常比较苛刻,因此对芯片的工作温度通常是宽温的,这样就得选择工业级的芯片,民用级的就被排除在外。目前,比较常见的应用领域分类有航天航空、通信、计算机、工业控制、医疗系统、消费电子、汽车电子等。
(2)自带资源
经常会看到或听到这样的问题:主频是多少?有无内置的以太网MAC?有多少个I/O口?自带哪些接口?支持在线仿真吗?是否支持OS,能支持哪些OS?是否有外部存储接口?……以上都涉及芯片资源的问题,微处理器自带什么样的资源是选型的一个重要考虑因素。芯片自带资源越接近产品的需求,产品开发相对就越简单。
(3)可扩展资源
硬件平台要支持OS、RAM和ROM,对资源的要求就比较高。芯片一般都有内置RAM和ROM,但其容量一般都很小,内置512 KB就算很大了,但是运行OS一般都是兆级以上。这就要求芯片可扩展存储器。
(4)功耗
单看“功耗”是一个较为抽象的名词。低功耗的产品即节能又节财,甚至可以减少环境污染,还能增加可靠性,它有如此多的优点,因此低功耗也成了芯片选型时的一个重要指标。
(5)封装
焊,但BGA封装的芯片体积会小很多。如果产品对芯片体积要求不严格,选型时最好选择QFP封装。
(6)芯片的可延续性及技术的可继承性
目前,产品更新换代的速度很快,所以在选型时要考虑芯片的可升级性。如果是同一厂家同一内核系列的芯片,其技术可继承性就较好。应该考虑知名半导体公司,然后查询其相关产品,再作出判断。
(7)价格及供货保证
芯片的价格和供货也是必须考虑的因素。许多芯片目前处于试用阶段(sampling),其价格和供货就会处于不稳定状态,所以选型时尽量选择有量产的芯片。
(8)仿真器
仿真器是硬件和底层软件调试时要用到的工具,开发初期如果没有它基本上会寸步难行。选择配套适合的仿真器,将会给开发带来许多便利。对于已经有仿真器的人们,在选型过程中要考虑它是否支持所选的芯片。
(9)OS及开发工具
作为产品开发,在选型芯片时必须考虑其对软件的支持情况,如支持什么样的OS等。对于已有OS的人们,在选型过程中要考虑所选的芯片是否支持该OS,也可以反过来说,即这种OS是否支持该芯片。
(10)技术支持
现在的趋势是买服务,也就是买技术支持。一个好的公司的技术支持能力相对比较有保证,所以选芯片时最好选择知名的半导体公司。
另外,芯片的成熟度取决于用户的使用规模及使用情况。选择市面上使用较广的芯片,将会有比较多的共享资源,给开发带来许多便利.
2,常用存储器件选型
2.1 SRAM 和 DRAM
SRAM速度非常快,是目前读写最快的存储设备了,但是它也非常昂贵,所以只在要求很苛刻的地方使用,譬如CPU的一级缓冲,二级缓冲。动态RAM(Dynamic RAM/DRAM)保留数据的时间很短,速度也比SRAM慢,不过它还是比任何的ROM都要快,但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多,计算机内存就是DRAM的。
而DRAM里面是选DDR2还是DDR3 要看具体的要求和处理器的能力了。
2.3 FLASH
Flash的分类列举如下,分三类:并行,串行,不可擦除。
①并行Parallel flash
NOR Flash,Intel于1988年发明.随机读取的速度比较快,随机按字节写,每次可以传输8Bit。一般适合应用于数据/程序的存贮应用中.NOR还可以片内执行(execute-in-place)XIP.写入和擦除速度很低。
NAND Flash,1989年,东芝公司发明.是以块和页为单位来读写的,不能随机访问某个指定的点.因而相对来说读取速度较慢,而擦除和写入的速度则比较快,每次可以传输16Bit,一般适用在大容量的多媒体应用中,容量大。如:CF,SM。
需要注意的是,Nand Flash在出厂时因为所采用的工艺不同,对ECC纠错的能力要求也不同,一般情况下,越是容量大的Nand芯片出错的概率就越高,越需要更强的纠错算法,当然芯片本身性价比会越高。如何来选
②串行Serial Flash 是以字节进行传输的,每次可以传输1-2Bit.如:MMC,SD,MS卡.串行闪存器件体积小,
引脚也少,成本相对也更低廉。
③不可擦除Mask Rom Flash的特点是一次性录入数据,具有不可更改性,经常运用于游戏和需版权保护文件等
的录入。其显著特点是成本低
2.4 EEPROM
存储器技术的成熟使得RAM和ROM之间的界限变得很模糊,如今有一些类型的存储器(如EEPROM和闪存)组合了两者的特性。这些器件像RAM一样进行读写,并像ROM一样在断电时保持数据,它们都可电擦除且可编程,但各自有它们优缺点。
从软件角度看,独立的EEPROM和闪存器件是类似的,两者主要差别是EEPROM器件可以逐字节地修改,而闪存器件只支持扇区擦除以及对被擦除单元的字、页或扇区进行编程。对闪存的重新编程还需要使用SRAM,因此它要求更长的时间内有更多的器件在工作,从而需要消耗更多的电池能量。设计工程师也必须确认在修改数据时有足够容量的SRAM可用。
存储器密度是决定选择串行EEPROM或者闪存的另一个因素。市场上目前可用的独立串行EEPROM器件的容量在128KB或以下,独立闪存器件的容量在32KB或以上。
如果把多个器件级联在一起,可以用串行EEPROM实现高于128KB的容量。很高的擦除/写入耐久性要求促使设计工程师选择EEPROM,因为典型的串行EEPROM可擦除/写入100万次。闪存一般可擦除/写入1万次,只有少数几种器件能达到10万次。
今天,大多数闪存器件的电压范围为2.7V到3.6V。如果不要求字节寻址能力或很高的擦除/写入耐久性,在这个电压范围内的应用系统采用闪存,可以使成本相对较低。
3,可编程器件选型
3.1 CPLD与FPGA
尽管FPGA和CPLD都是可编程ASIC器件,有很多共同特点,但由于CPLD和FPGA结构上的差异,具有各自的特点:
①CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑,FPGA更适合于完成时序逻辑。换句话说,FPGA更适合于触发器丰富的
结构,而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。
②CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟
的不可预测性。
③在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性。CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,FPGA主要
通过改变内部连线的布线来编程;FPGA可在逻辑门下编程,而CPLD是在逻辑块下编程。
④FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。
而FPGA的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法相对复杂。
⑥CPLD的速度比FPGA快,并且具有较大的时间可预测性。这是由于FPGA是门级编程,并且CLB之间采用分布
式互联,而CPLD是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。
⑦在编程方式上,CPLD主要是基于E2PROM或FLASH存储器编程,编程次数可达1万次,优点是系统断电时编程
信息也不丢失。CPLD又可分为在编程器上编程和在系统编程两类。FPGA大部分是基于SRAM编程,编程信息在系统断电时丢失,每次上电时,需从器件外部将编程数据重新写入SRAM中。其优点是可以编程任意次,可在工作中快速编程,从而实现板级和系统级的动态配置。
⑧CPLD保密性好,FPGA保密性差。
⑨一般情况下,CPLD的功耗要比FPGA大,且集成度越高越明显。
3.2可编程器件选型主要考虑以下几点:器件的供货渠道和开发工具的支持;器件的硬件资源;器件的电气接
口标准;器件的速度等级;器件的温度等级;器件的封装;器件的价格。
3.2.1 器件的供货渠道和开发工具的支持
目前,主要的FPGA供应商有Xllinx公司、Altera公司、Lattic公司和Actel公司,其中Xllinx公司和Altera公司的规模最大,能提供器件的种类非常丰富。FPGA的发展速度非常快,很多型号的FPGA器件已不是主流产品,为了提高产品的生命周期,最好在货源比较足的主流器件中选型。
两家公司都提供了优秀的开发工具。Xllinx公司有集成开发环境ISE,Altera公司有集成开发环境Quartus Ⅱ,两个集成开发环境支持本公司所有器件的设计和开发。该集成开发环境不仅功能强大、界面友好,而且有很多第三方合作伙伴提供相应的技术支持,能使器件获得更高的性能。因此,如果没有特殊应用要求,建议最好在这两家公司进行器件选型。
3.2.2器件的硬件资源
硬件资源是器件选型的重要标准。硬件资源包括逻辑资源、I/O资源、布线资源、DSP资源、存储器资源、锁相环资源、串行收发器资源和硬核微处理器资源等。
逻辑资源和I/O资源的需求是每位设计人员最关心的问题,一般都会考虑到,可是,过度消耗I/O资源和布线资源可能产生的问题却很容易被忽视。主流FPGA器件中,逻辑资源都比较丰富,一般可以满足应用需求。
可是,在比较复杂的数字系统中,过度I/O资源的消耗可能会导致2个问题:FPGA负荷过重,器件发热严重,严重中要考虑器件的散热问题;局部布线资源不足,电路的运行速度明显降低,有时甚至使设计不能适配器件,设计失败。
据Altera公司推荐,设计中最好能预留30%以上的逻辑资源、20%以上的I/O资源和30%以上的布线资源。而且,从两家公司器件的结构看,Xllinx公司器件的可编程逻辑块相对于Al-tera公司要复杂一些,使用起来要灵活一些。在一些复杂的、控制信号比较多的设计中,适合选用Xllinx公司的产品。不过Xllinx 公司器件布线资源是分段的,器件延时的可预测性要差一些。在这些应用场合,最好首先做设计仿真,对设
是比较理想的。
在做乘法运算比较多而且对速度性能要求比较高的应用场合,最好能选用带DSP资源比较多的器件,例如,Altera公司的StatixⅡ和StatixⅢ系列[2],Xllinx公司的Virtex-4 SX和Virtex-5 SX系列等。
器件中的存储器资源主要有2种用途:作高性能滤波器;实现小容量高速数据缓存。这是一种比较宝贵的硬件资源,一般器件中的存储器资源都不太多,存储器资源较多的器件逻辑容量也非常大,用得也比较少,供货渠道也不多,器件价格也非常高。因此,在器件选型时,最好不要片面追求设计的集成度而选用这种器件,可以考虑选用低端器件+外扩存储器的设计方案。
目前,主流FPGA中都集成了锁相环,利用锁相环对时钟进行相位锁定,可以使电路获得更稳定的性能。Xllinx 公司提供的是数字锁相环,其优点是能获得更精确的相位控制,其缺点是下限工作频率较高,一般在24 MHz 以上;Altera公司提供的是模拟锁相环,其优点是下限工作频率较低,一般在16 MHz以上,其主流器件Statix Ⅱ和StatixⅢ系列中的增强型锁相环工作频率只要求在4 MHz以上,其缺点是对时钟相位的控制精度相对较差。
在通讯领域里,用光纤传输高速数据是一个比较常用的解决方案。A1tera公司的StatixⅡGX和StatixⅢGX 系列[1],Xllinx公司的Virtex-4 FX和Virtex-5 FX系列[2]都集成了高速串行收发器,这种器件价格一般都比较高。目前,National和Maxim等公司提供的高性能专用串行收发芯片价格都不高,因此,如果只是进行光纤数据传输没计,大可不必选用这种器件;如果是光纤数据传输+逻辑或算法比较复杂的应用场合,最好是将两种方案进行比较,然后考虑是否选用该器件。
利用集成硬核微处理器的FPGA器件进行嵌入式开发,代表嵌入式应用的一个方向。Altera公司提供集成ARM 的APEX系列器件,Xllinx公司提供集成Power-Pc的Virtex-4 FX和virtex-5 FX系列器件。随着器件价格不断下降,在很多应用场合,在不增加成本的情况下,选用该器件和传统FPGA+MCU的应用方案相比,能大幅度提高系统性能和降低硬件设计复杂程度。此时,选用该器件是比较理想的。
3.2.3 电气接口标准
目前,数字电路的电气接口标准非常多。在复杂数字系统中,经常会出现多种电气接口标准。目前,主流FPGA器件可以满足绝大部分应用设计需求。
可是,FPGA器件的每一个I/O并不支持所有的电气接口标准,以Altera公司的FPGA为例,只有部分1/O 支持SSTL-2 ClassⅡ电气接口标准,在对DDR进行设计时,会导致PCB布线相当复杂,器件的I/O管脚利用率相当低。而Xllinx公司的FPGA几乎所有的管脚都支持SSTL-2 ClassⅡ电气接口标准,此时选用Xllinx
3.2.4 器件的速度等级
关于器件速度等级的选型,一个基本的原则是:在满足应用需求的情况下,尽量选用速度等级低的器件。该选型原则有如下好处
(1)由于传输线效应,速度等级高的器件更容易产生信号反射,设计要在信号的完整性上花更多的精力;
(2)速度等级高的器件一般用得比较少,价格经常是成倍增加,而且高速器件的供货渠道一般比较少,器件的订
货周期一般都比较长,经常会延误产品的研发周期,降低产品的上市率。
3.2.5 器件的温度等级
某些应用场合,对器件的环境温度适应能力提出了很高的要求,此时,就应该在有工业级甚至是军品级或宇航级的器件中进行选型。据调研,Altera公司每种型号的FPGA都有工业级产品;Xllinx公司每种型号的FPGA 都有工业级产品,部分型号的FPGA提供军品级和宇航级产品。如果设计主要面向军用或航天应用,最好选用Actel公司的器件,该公司的器件主要面向这些用户。
3.2.6 器件的封装
目前,主流器件的封装形式有:QFP,BGA和FB-GA,BGA和FBGA封装器件的管脚密度非常高,设计中必须使用多层板,PCB布线相当复杂,设计成本比较高,器件焊接成本比较高,因此,设计中能不用尽量不用。不过,在密度非常高,集成度非常高和对PCB板体积要求比较高的应用场合,尽量选用BGA和FBGA封装器件。
还有一种情况,在电路速度非常高的应用场合,最好选用BGA和FBGA封装器件,这2种封装器件由于器件管脚引线电感和分布电容比较小,有利于高速电路的设计。
3.2.7 器件的价格
器件集成度不断提高,性能不断上升,而价位不断下降是FPGA器件发展的普遍趋势,因此,在不断推出的新型器件中选型是一个基本规律。以Xllinx公司刚推出的Virtex-5为例,性能比Virtex-4提高30%,而相对价位却降低35%。
4,DCDC与LDO
DCDC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器,包括LDO。但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DCDC。
是它的突出优点。它需要的外接元件也很少,通常只需要一两个旁路电容。新的LDO线性稳压器可达到以下指标:输出噪声30μV,PSRR为60dB,静态电流6μA,电压降只有100mV。LDO线性稳压器的性能之所以能够达到这个水平,主要原因在于其中的调整管是用P沟道MOSFET,而普通的线性稳压器是使用PNP晶体管。P 沟道MOSFET是电压驱动的,不需要电流,所以大大降低了器件本身消耗的电流;另一方面,采用PNP晶体管的电路中,为了防止PNP晶体管进入饱和状态而降低输出能力,输入和输出之间的电压降不可以太低;而P沟道MOSFET上的电压降大致等于输出电流与导通电阻的乘积。由於MOSFET的导通电阻很小,因而它上面的电压降非常低。
如果输入电压和输出电压很接近,最好是选用LDO稳压器,可达到很高的效率。所以,在把锂离子电池电压转换为3V输出电压的应用中大多选用LDO稳压器。虽说电池的能量最後有百分之十是没有使用,LDO稳压器仍然能够保证电池的工作时间较长,同时噪音较低。
如果输入电压和输出电压不是很接近,就要考虑用开关型的DCDC了,应为从上面的原理可以知道,LDO 的输入电流基本上是等于输出电流的,如果压降太大,耗在LDO上能量太大,效率不高。
DC -DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。随著集成度的提高,许多新型DC- DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。但是,这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。
近几年来,随著半导体技术的发展,表面贴装的电感器、电容器、以及高集成度的电源控制芯片的成本不断降低,体积越来越小。由於出现了导通电阻很小的MOSFET可以输出很大功率,因而不需要外部的大功率FET。例如对于3V的输入电压,利用芯片上的NFET可以得到5V/2A的输出。其次,对于中小功率的应用,可以使用成本低小型封装。另外,如果开关频率提高到1MHz,还能够降低成本、可以使用尺寸较小的电感器和电容器。有些新器件还增加许多新功能,如软启动、限流、PFM或者 PWM方式选择等。
总的来说,升压是一定要选DCDC的,降压,是选择DCDC还是LDO,要在成本,效率,噪声和性能上比较。
5,A/D转换器选型
AD的选择,首先看精度和速度,然后看是几路的,什么输出的比如SPI或者并行的,差分还是单端输入的,输入范围是多少,这些都是选AD需要考虑的。DA的选择,主要是精度和输出,比如是电压输出还是电流输出等等。
在进行电路设计时,面对种类繁多的A/D、D/A芯片,如何选择你所需要的器件呢?这要综合设计的诸项因素,系统技术指标、成本、功耗、安装等,最重要的依据还是速度和精度。
精度:与系统中所测量控制的信号范围有关,但估算时要考虑到其他因素,转换器位数应该比总精度要求的最低分辩率高一位。常见的A/D、D/A器件有8位,10位,12位,14位,16位等。
速度:应根据输入信号的最高频率来确定,保证转换器的转换速率要高于系统要求的采样频率。
一个公共的A/D模块,由一个多路转换开关实现分时转换。
数字接口方式:接口有并行/串行之分,串行又有SPI、I2C、SM等多种不同标准。数值编码通常是二进制,也有BCD(二~十进制)、双极性的补码、偏移码等。
模拟信号类型:通常AD器件的模拟输入信号都是电压信号,而D/A器件输出的模拟信号有电压和电流两种。
根据信号是否过零,还分成单极性(Unipolar)和双极性(Bipolar)。
电源电压:有单电源,双电源和不同电压范围之分,早期的A/D、D/A器件要有+15V/-15V,如果选用单+5V电源的芯片则可以使用单片机系统电源。
基准电压:有内、外基准和单、双基准之分。
功耗:一般CMOS工艺的芯片功耗较低,对于电池供电的手持系统对功耗要求比较高的场合一定要注意功耗指标。
封装:常见的封装是DIP,现在表面安装工艺的发展使得表贴型封装的应用越来越多。
跟踪/保持(Track/Hold缩写T/H):原则上直流和变化非常缓慢的信号可不用采样保持,其他情况都应加采样保持。
满幅度输出(Rail-to Rail) 新近业界出现的新概念,最先应用于运算放大器领域,指输出电压的幅度可达输入电压范围。在D/A中一般是指输出信号范围可达到电源电压范围。
A/D转换器件选型指南
A/D转换器的品种繁多,性能各异,A/D转换器的选择直接影响系统的性能。在确定设计方案后,首先需要明确A/D转换的需要的指标要求,包括数据精度、采样速率、信号范围等等。
1.确定A/D转换器的位数
在选择A/D器件之前,需要明确设计所要达到的精度。精度是反映转换器的实际输出接近理想输出的精确程度的物理量。在转化过程中,由于存在量化误差和系统误差,精度会有所损失。其中量化误差对于精度的影响是可计算的,它主要决定于A/D转换器件的位数。A/D转换器件的位数可以用分辨率来表示。一般把8位以下的A/D转换器称为低分辨率ADC,9~12位称为中分辨率ADC,13位以上为高分辨率。A/D器件的位数越高,分辨率越高,量化误差越小,能达到的精度越高。理论上可以通过增加A/D器件的位数,无止境提高系统的精度。但事实并非如此,由于A/D前端的电路也会有误差,它也同样制约着系统的精度。
比如,用A/D采集传感器提供的信号,传感器的精度会制约A/D采样的精度,经A/D采集后信号的精度不可能超过传感器输出信号的精度。设计时应当综合考虑系统需要的精度以及前端信号的精度。
2.选择A/D转换器的转换速率
在不同的应用场合,对转换速率的要求是不同的,在相同的场合,精度要求不同,采样速率也会不同。采样速率主要由采样定理决定。确定了应用场合,就可以根据采集信号对象的特性,利用采样定理计算采样速率。如果采用数字滤波技术,还必须进行过采样,提高采样速率。
3.判断是否需要采样/保持器
采样/保持器主要用于稳定信号量,实现平顶抽样。对于高频信号的采集,采样/保持器是非常必要的。如果采集直流或者低频信号,可以不需要采样保持器。
4.选择合适的量程
模拟信号的动态范围较大,有时还有可能出现负电压。在选择时,待测信号的动态范围最好在A/D器件的量程范围内。以减少额外的硬件付出。
5.选择合适的线形度
在A/D采集过程中,线形度越高越好。但是线形度越高,器件的价格也越高。当然,也可以通过软件补偿来减少非线性的影响。所以在设计时要综合考虑精度、价格、软件实现难度等因素。
6.选择A/D器件的输出接口
A/D器件接口的种类很多,有并行总线接口的,有SPI、I2C、1-Wire等串行总线接口的。它们在原理和精度上相同,但是控制方法和接口电路会有很大差异。在接口上的选择,主要决定于系统要求、以及开发者对于各种接口的熟练程度。
岗位规范标准格式(可复制使用) 电子元器件筛选岗位规范 1 范围 本规范规定了电子元器件筛选岗位职责和岗位标准。。 本规范适用于电子元器件筛选岗位的初级、中级、高级职务人员。 2 引用标准 Q/AG L07 1.1-2003职工政治思想和职业道德通用标准 3岗位职责(概括和列举该岗位的工作职责) 3.1在检测中心正、付主任领导下,由组长组织、实施,完成电子元器件的筛选工作; 3.2贯彻执行我所质量管理体系程序文件,严格执行各项检测、筛选规范; 3.3 负责按元器件筛选大纲完成各类电子元器件筛选工作; 3.4 负责外协筛选工作的业务联系、验收和经费结算工作; 3.5 负责试验、检测设备的使用、保养工作; 3.6 负责检测报告的出示; 3.7 负责不合格品处理单的传递工作; 3.8 负责不合格品的保管和参加处理工作; 3.9 负责温度试验部分元器件的交接工作; 3.10 负责筛选合格件的入库交接工作; 3.11 负责资料保管工作。 4 岗位标准 4.1 政治思想与职业道德 执行Q/AG L07 1.1-2003职工政治思想与职业道德通用规范
岗位规范标准格式(可复制使用) 4.2 文化程度 4.2.1 大专及以上学历。 4.3 专业理论知识 4.3.1 初级职务 4.3.1.1 了解电工、机械、热工、等方面的一般知识; 4.3.1.2 基本掌握电子学、高等数学基础知识; 4.3.1.3 基本掌握电子测试、数据处理、统计学一般知识; 4.3.1.4 计算机应用知识; 4.3.1.5 了解掌握我所质量管量程序、规范; 4.3.1.6 能查阅本专业一般外文资料。 4.3.2 中级职务 4.3.2.1 系统掌握电子学、高等数学、电子测量技术等专业知识; 4.3.2.2 较熟练掌握误差分析理论; 4.3.2.3 较熟练掌握计算机应用知识; 4.3.2.4 基本掌握我所质量管理程序、规范; 4.3.2.5 能查阅本专业的外文资料。 4.3.3 高级职务 4.3.3.1全面掌握电子学、电子测量技术等专业知识; 4.3.3.2 熟练掌握数据处理、误差分析理论及统计学理论; 4.3.3.3 全面系统掌握现代科学管理和我所质量管理程序; 4.3.3.4 熟练掌握检测设备的结构和原理; 4.3.3.5 熟练掌握计算机程序设计理论。 4.4 实际工作能力 4.4.1 初级职务 4.4.1.1 能按筛选大纲完成元器件筛选的基本试验;
军用电子元器件的选型和应用 当前,世界正在进行着一场新的军事变革,信息化是这场新军事变革的本质和核心,实现军事装备信息化的必要条件是高水平、高可靠的军用电子元器件。电子元器件尤其是微电子器件在军事装备上的应用越来越广泛,电子元器件的选型和应用就日益显得重要。本文着重就军用电子元器件选型和使用过程中的采购、筛选、破坏性物理分析以及失效分析进行探讨,列出了元器件的选择和使用准则以及全过程流程图。 电子元器件是电子系统的基础部件,是能够完成预定功能且不能再分割的电路基本单元。由于电子元器件的数量、品种众多,因此它们的性能、可靠性等参数对整个军用电子产品的系统性能、可靠性、寿命周期等技术指标的影响极大。所以正确有效地选择和使用电子元器件是提高军用产品可靠性水平的一项重要工作。电子元器件的可靠性分为固有可靠性和使用可靠性固有可靠性主要由设计和制造工作来保证,这是 元器件生产厂的任务。但 是国内外失效分析资料表 明,有近一半的元器件失 效并非由于元器件的固有 可靠性不高,而是由于使 用者对元器件的选择不当 或使用有误造成的。因此 为了保证军用电子产品的 可靠性,就必须对电子元 器件的选择和应用加以严 格控制。 1、电子元器件的分类 顾名思义,元器件可 分为元件和器件2大类。 元件中有电阻、电容、电 感、继电器和开关等;器 件可分为半导体分立器 件、集成电路以及电真空 器件等。表1为元器件分 类表。 2、电子元器件的质量等级 元器件的质量等级是 指元器件装机使用之前,按产品执行标准或供需双方的技术协议,在制造、检验及筛选过程中对其质量的控制等级。质量等级越高,其可靠性等级就越高。 为了保证军用元器件的质量,我国制订了一系列的元器件标准,在八十年代初期制订的“七专”8406 技术条件(以下统称“七专”条件),“七专”技术条件是建立我国军用元器件标准的基础,目前按“七专”条件或其加严条件控制
电子元器件选型 目录 一、集成电路 (1) 二、二极管 (2) 三、功率MOS (2) 四,三极管 (3) 五,电解电容 (3) 六,瓷片电容 (4) 七,薄膜电容 (4) 八,电阻 (5) 九,磁性元件 (6) 十,金属氧化物压敏电阻MOV (7) 十一,印刷电路板 (7) 十二,保险丝 (8) 十三,光耦 (8) 电子元器件选型主要注意的几个参数和标准,大家可以参考一下,这些都是比较保守的值,在实际使用中还可以根据需要适当提高。 一、集成电路 因为集成电路的复杂性和保密性,一般我们只能根据半导体结温来推断集成电路的可靠性了。 我们通常规定: 1,最大工作电压,不超过额定电压80% 2,最大输出电流,不超过额定电流75% 3,结温,最大85摄氏度,或不超过额定最高结温的80%
二、二极管 二极管种类繁多,特性不一。故而,有通用要求,也有特别要求: 通用要求: 长期反向电压<70%~90%×VRRM(最大可重复反向电压) 最大峰值反向电压<90%×VRRM 正向平均电流<70%~90%×额定值 正向峰值电流<75%~85%×IFRM正向可重复峰值电流 对于工作结温,不同的二极管要求略有区别: 信号二极管< 85~150℃ 玻璃钝化二极管< 85~150℃ 整流二极管和快恢复、超快恢复二极管(<1000V)<85~125℃ 整流二极管和快恢复、超快恢复二极管(≥1000V)<85~115℃ 肖特基二极管< 85~115℃ 稳压二极管(<0.5W)<85~125℃ 稳压二极管(≥0.5W)<85~100℃ Tcase(外壳温度)≤0.8×Tjmax-2×θjc×P,2×θjc×P<15℃,θjc是从结到壳的热阻,P是功率损耗。这是一个可供参考的经验值。 这里很多指标给的是个范围,因为不同的可靠性要求和成本之间有矛盾。所以给出一个相对比较注重可靠性的和一个比较注重成本的两个值供参考。下面同理。 三、功率MOS VGS<85%×VGSmax(最大栅极驱动电压) ID_peak<80%×ID_M(最大漏极脉冲电流)
***有限责任公司研发部
1目录 2总则 (3) 2.1目的 (3) 2.2适用范围 (3) 2.3电子元器件选型基本原则 (3) 2.4其他具体选型原则: (3) 3各类电子元器件选型原则 (5) 3.1电阻选型 (5) 3.2电容选型 (6) 3.2.1铝电解电容 (6) 3.2.2钽电解电容 (7) 3.2.3片状多层陶瓷电容 (7) 3.3电感选型 (7) 3.4二极管选型 (8) 3.4.1发光二极管: (8) 3.4.2快恢复二极管: (8) 3.4.3整流二极管: (8) 3.4.4肖特基二极管: (9) 3.4.5稳压二极管: (9) 3.4.6瞬态抑制二极管: (9) 3.5三极管选型 (9) 3.6晶体和晶振选型 (10) 3.7继电器选型 (10) 3.8电源选型 (11) 3.8.1AC/DC电源选型规则 (11) 3.8.2隔离DC/DC电源选型规则 (11) 3.9运放选型 (11) 3.10A/D和D/A芯片选型 (12) 3.11处理器选型 (13) 3.12FLASH选型 (14) 3.13SRAM选型 (14) 3.14EEPROM选型 (14) 3.15开关选型 (15) 3.16接插件选型 (15) 3.16.1选型时考虑的电气参数: (15) 3.16.2选型时考虑的机械参数: (15) 3.16.3欧式连接器选型规则 (15) 3.16.4白色端子选型规则 (16) 3.16.5其它矩形连接器选型规则 (16) 3.17电子线缆选型 (16) 4附则 (17)
2总则 2.1目的 为本公司研发电子产品时物料选型提供指导性规范文件。 2.2适用范围 适用于公司研发部门开发过程中元器件选型使用。 2.3电子元器件选型基本原则 1)普遍性原则:所选的元器件要是被广泛使用验证过的,尽量少使用冷门、偏 门芯片,减少开发风险。 2)高性价比原则:在功能、性能、使用率都相近的情况下,尽量选择价格比较 好的元器件,降低成本。 3)采购方便原则:尽量选择容易买到、供货周期短的元器件。 4)持续发展原则:尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件,禁止选用停 产的器件,优选生命周期处于成长期、成熟期的器件。 5)可替代原则:尽量选择pin to pin兼容芯片品牌比较多的元器件。 6)向上兼容原则:尽量选择以前老产品用过的元器件。 7)资源节约原则:尽量用上元器件的全部功能和管脚。 8)降额设计原则:对于需要降额设计的部件,尽量进行降额选型,参考标准参 见GJB/Z 35 《元器件降额准则》。 9)便于生产原则:在满足产品功能和性能的条件下,元器件封装尽量选择表贴 型,间距宽的型号,封装复杂度低的型号,降低生产难度,提高生产效率。 2.4其他具体选型原则: 除满足上述基本原则之外,选型时还因遵循以下具体原则: 1)所选器件遵循公司的归一化原则,在不影响功能、可靠性的前提下,尽可能 少选择物料的种类。
浅谈电子元器件的二次筛选 【摘要】元器件二次筛选指的是当元器件生产厂商进行的筛选不能满足用户应用要求时,由使用方或其委托单位在元器件生产厂商筛选基础上进行的筛选,是对元器件生产厂商筛选工作的补充和验证。二次筛选是针对不同的失效模式,进行一些试验以剔除早期失效产品,能够有效地提高系统的整体可靠性,因而使用十分广泛。本论文首先介绍二次筛选的原因及其适用范围,进而提出质量控制的概念、四种常用的元器件的二次筛选方法以及其发展方向。 【关键词】二次筛选;质量 1.电子元器件的二次筛选 1.1 进行二次筛选的原因 元器件二次筛选指的是当元器件生产厂商进行的筛选不能满足用户应用要求时,由使用方或其委托单位在元器件生产厂商筛选基础上进行的筛选,是对元器件生产厂商筛选工作的补充和验证。 进行二次筛选的原因,是在元器件的生产过程中由于人为的因素或原材料、工艺条件、设备条件的波动,最终生产出的产品不可能全部达到预期的固有可靠性水平,在一批成品中总有一部分产品存在各种潜在缺陷,其寿命远远低于产品的平均寿命,这种提前失效的产品称为早期失效产品。二次筛选就是针对不同的失效模式,进行一些试验以剔除早期失效产品,能够有效地提高系统的整体可靠性,因而使用十分广泛[1]。 1.2 二次筛选的适用范围 二次筛选主要适用于下列四种情况的元器件: (1)元器件生产厂商并没有对元器件实施初步筛选,或者是筛选的步骤并不规范; (2)已经实施“一次筛选”步骤的生产元器件厂商,由于工艺或者水平的限制,不符合使用者的高质量需求; (3)元器件生产厂商的筛选条件无法满足使用者对器件特殊要求的筛选项目; (4)使用者可能对元器件生产厂商的筛选及其有效性提出质疑,期望对元器件的质量进行验证。 1.3 二次筛选应注意的问题
1目录 2总则 (4) 2.1目的 (4) 2.2适用范围 (4) 2.3电子元器件选型基本原则 (4) 2.4其他具体选型原则: (4) 3各类电子元器件选型原则 (6) 3.1电阻选型 (6) 3.2电容选型 (8) 3.2.1铝电解电容 (8) 3.2.2钽电解电容 (9) 3.2.3片状多层陶瓷电容 (9) 3.3电感选型 (10) 3.4二极管选型 (10) 3.4.1发光二极管: (10) 3.4.2快恢复二极管: (11) 3.4.3整流二极管: (11) 3.4.4肖特基二极管: (11) 3.4.5稳压二极管: (11) 3.4.6瞬态抑制二极管: (12) 3.5三极管选型 (12)
3.6晶体和晶振选型 (13) 3.7继电器选型 (13) 3.8电源选型 (14) 3.8.1AC/DC电源选型规则 (14) 3.8.2隔离DC/DC电源选型规则 (15) 3.9运放选型 (15) 3.10A/D和D/A芯片选型 (15) 3.11处理器选型 (17) 3.12FLASH选型 (19) 3.13SRAM选型 (19) 3.14EEPROM选型 (19) 3.15开关选型 (19) 3.16接插件选型 (19) 3.16.1选型时考虑的电气参数: (19) 3.16.2选型时考虑的机械参数: (20) 3.16.3欧式连接器选型规则 (20) 3.16.4白色端子选型规则 (21) 3.16.5其它矩形连接器选型规则 (21) 3.17电子线缆选型 (21) 4附则 (22)
2总则 2.1目的 为本公司研发电子产品时物料选型提供指导性规范文件。 2.2适用范围 适用于公司研发部门开发过程中元器件选型使用。 2.3电子元器件选型基本原则 1)普遍性原则:所选的元器件要是被广泛使用验证过的,尽量少使用冷门、偏 门芯片,减少开发风险。 2)高性价比原则:在功能、性能、使用率都相近的情况下,尽量选择价格比较 好的元器件,降低成本。 3)采购方便原则:尽量选择容易买到、供货周期短的元器件。 4)持续发展原则:尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件,禁止选用停 产的器件,优选生命周期处于成长期、成熟期的器件。 5)可替代原则:尽量选择pin to pin兼容芯片品牌比较多的元器件。 6)向上兼容原则:尽量选择以前老产品用过的元器件。 7)资源节约原则:尽量用上元器件的全部功能和管脚。 8)降额设计原则:对于需要降额设计的部件,尽量进行降额选型,参考标准参 见GJB/Z 35 《元器件降额准则》。 9)便于生产原则:在满足产品功能和性能的条件下,元器件封装尽量选择表贴 型,间距宽的型号,封装复杂度低的型号,降低生产难度,提高生产效率。 2.4其他具体选型原则:
电子元器件的可靠性筛选 本文简述了电子元器件筛选的必要性,分析了电子元器件的筛选项目和应力条件的选择原则,介绍了几种常用的筛选项目和半导体的典型筛选方案设计。 随着工业、军事和民用等部门对电子产品的质量要求日益提高,电子设备的可靠性问题 受到了越来越广泛的重视。对电子元器件进行筛选是提高电子设备可靠性的最有效措施之一。可靠性筛选的目的是从一批元器件中选出高可靠的元器件,淘汰掉有潜在缺陷的产品。从广义上来讲,在元器件生产过程中各种工艺质量检验以及半成品、成品的电参数测试都是筛选,而我们这里所讲的是专门设计用于剔除早期失效元器件的可靠性筛选。理想的筛选希望剔除所有的劣品而不损伤优品,但实际的筛选是不能完美无缺的,因为受筛选项目和条件的限制,有些劣品很可能漏过,而有些项目有一定的破坏性,有可能损伤优品。但是,可以采用各种方法尽可能地达到理想状态。 1 元器件筛选的必要性 电子元器件的固有可靠性取决于产品的可靠性设计,在产品的制造过程中,由于人为因素或原材料、工艺条件、设备条件的波动,最终的成品不可能全部达到预期的固有可靠性。在每一批成品中,总有一部分产品存在一些潜在的缺陷和弱点,这些潜在的缺陷和弱点,在一定的应力条件下表现为早期失效。具有早期失效的元器件的平均寿命比正常产品要短得多。电子设备能否可靠地工作基础是电子元器件能否可靠地工作。如果将早期失效的元器件装上整机、设备,就会使得整机、设备的早期失效故障率大幅度增加,其可靠性不能满足要求,而且还要付出极大的代价来维修。因此,应该在电子元器件装上整机、设备之前,就要设法把具有早期失效的元器件尽可能地加以排除,为此就要对元器件进行筛选。根据国内外的筛选工作经验,通过有效的筛选可以使元器件的总使用失效率下降1 - v 2个数量级,因此不管是军用产品还是民用产品,筛选都是保证可靠性的重要手段。 2 筛选方案的设计原则
IC 集成电路电子元器件的选型规律说到元器件选型,大家头脑中是不是蹦出一大堆“???”如果是,你就out啦!在这个人人都可以成为创客的时代,各种元器件早已进入我们的生活,甚至进入幼儿园了呢!还不懂元器件的小白,Mark下来好好学习下面的内容! 元器件选型原则 普遍性原则:所选的元器件要是被广泛使用验证过的,尽量少使用冷门、偏门芯片,减少开发风险。 高性价比原则:在功能、性能、使用率都相近的情况下,尽量选择价格比较好的元器件,降低成本。 采购方便原则:尽量选择容易买到、供货周期短的元器件。 持续发展原则:尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件。 可替代原则:尽量选择pin to pin兼容芯片品牌比较多的元器件。 向上兼容原则:尽量选择以前老产品用过的元器件。 资源节约原则:尽量用上元器件的全部功能和管脚。 处理器选型要求 要选好一款处理器,要考虑的因素很多,不单单是纯粹的硬件接口,还需要考虑相关的操作系统、配套的开发工具、仿真器,以及工程师微处理器的经验和软件支持情况等。 1、应用领域 一个产品的功能、性能一旦定制下来,其所在的应用领域也随之确定。目前,比较常见的应用领域分类有航天航空、通信、计算机、工业控制、医疗系统、消费电子、汽车电子等。 2、自带资源 经常会看到或听到这样的问题:主频是多少?有无内置的以太网MAC?有多少个I/O口?自带哪些接口?支持在线仿真吗?是否支持OS,能支持哪些OS?是否有外部存储接口? 以上都涉及芯片资源的问题,微处理器自带什么样的资源是选型的一个重要考虑因素。芯片自带资源越接近产品的需求,产品开发相对就越简单。 3、可扩展资源 硬件平台要支持OS、RAM和ROM,对资源的要求就比较高。
电子元器件的固有可靠性取决于产品的可靠性设计,因此,应该在电子元器件装上整机、设备之前,就要设法把具有早期失效的元器件尽可能地加以排除,为此就要对元器件进行筛选。那么元器件筛选都有哪些方案?原则是什么?常见的筛选项目有哪些? 安排测试筛选先后次序时的两种方案: a)方案1:将不产生连环引发效果的失效模式筛选放在前面,将可以与其他失效模式产生连环引发效果的失效模式筛选放在后面。 b)方案2:将可以与其他失效模式产生连环引发效果的失效模式筛选放在前面,将不产生连环引发效果的失效模式筛选放在后面。 如果选择方案1,会发现将可以与其他失效模式产生连环引发效果的失效模式筛选放在后面时,出现本身失效模式没有被触发、其他关联的相关失效模式被触发的情况时,这种带有缺陷的元器件不能被准确地定位、剔除,因为该类失效模式的检测已经在前面做过了。而选择方案2就可以非常有效地避免上述问题的发生,使筛选过程优质、经济和高效。 筛选方案的设计原则 定义如下: 筛选效率W=剔除次品数/实际次品数 筛选损耗率L=好品损坏数/实际好品数 筛选淘汰率Q=剔降次品数/进行筛选的产品总数 理想的可靠性筛选应使W=1,L=0,这样才能达到可靠性筛选的目的。Q值大小反映了这些产品在生产过程中存在问题的大小。Q值越大,表示这批产品筛选前的可靠性越差,亦即生产过程中所存在的问题越大,产品的成品率低。 筛选项目选择越多,应力条件越严格,劣品淘汰得越彻底,其筛选效率就越高,筛
选出的元器件可靠性水平也越接近于产品的固有可靠性水平。但是要付出较高的费用、较长的周期,同时还会使不存在缺陷、性能良好的产品的可靠性降低。 故筛选条件过高就会造成不必要的浪费,条件选择过低则劣品淘汰不彻底,产品的使用可靠性得不到保证。由此可见,筛选强度不够或筛选条件过严都对整批产品的可靠性不利。 为了有效而正确地进行可靠性筛选,必须合理地确定筛选项目和筛选应力,为此,必须了解产品的失效机理。产品的类型不同,生产单位不同以及原材料及工艺流程不同时,其失效机理就不一定相同,因而可靠性筛选的条件也应有所不同。 因此,必须针对各种具体产品进行大量的可靠性试验和筛选摸底试验,从而掌握产品失效机理与筛选项目间的关系。 元器件筛选方案的制订要掌握以下原则: 筛选要能有效地剔除早期失效的产品,但不应使正常产品提高失效率; 为提高筛选效率,可进行强应力筛选,但不应使产品产生新的失效模式; 合理选择能暴露失效的最佳应力顺序; 对被筛选对象可能的失效模式应有所掌握; 为制订合理有效的筛选方案,必须了解各有关元器件的特性、材料、封装及制造技术。 此外,在遵循以上五条原则的同时,应结合生产周期,合理制定筛选时间。 几种常用的筛选项目 高温贮存 电子元器件的失效大多数是由于体内和表面的各种物理化学变化所引起,它们与温度有密切的关系。温度升高以后,化学反应速度大大加快,失效过程也得到加速。使得
KQSM323-2009元器件选用管理办法 版本号:C 修订状态:0 受控状态: 2009年月日批准2009年月日实施 山西科泰微技术有限公司
KQSM323-2009 文件修改记录 1
. 1 总则 本办法规定了公司产品在研制、生产、使用各阶段对电子元器件(以下简称元器件)的选择、采购、验收、筛选、保管、使用、失效分析、信息管理等选用过程的质量与可靠性管理要求。 本办法适用于公司军品元器件的选用管理,非军工产品可以根据产品需要参照本办法的规定进行管理。 2 参考标准 QJ3065.4-98《元器件筛选与复验管理要求》 GJB1032《电子产品筛选试验要求》 GJB3404-1998《电子元器件选用管理要求》 GJB2649-1996《军用电子元件失效率抽样方案与程序》 GB/T1772-79《电子元器件失效率试验方法》 3 职责 3.1 总经理 负责批准元器件采购计划。 3.1 副总经理(分管技术)及分公司副总经理(分管技术) 批准产品明细表;批准超目录选用元器件申请。 3.2 副总经理(分管运管财务) 负责审核元器件采购计划,签署或授权签署元器件采购合同。负责批准公司原器件优选目录及目录的修改,负责批准元器件超目录选择。 3.2 副总经理(分管生产质量) 负责批准元器件检验大纲,批准元器件筛选试验方案。 3.3 各技术部及分公司各技术部 按产品设计需要选用元器件,制订产品明细表;对超目录的元器件提出选用或列入选用目录申请。 3.4 运行管理部 负责按元器件采购计划采购元器件,并提交检验;负责对筛选后电子元器件进行分级管理。 3.5 质量部 精选范本
电子元器件的检测与筛选方法 在电子元器件的筛选中,要注意质量控制,统筹兼顾,科学选择,简化设计,合理运用元器件的性能参数,发挥电子元器件的功能作用。要控制元器件的质量。选择元器件做到统筹兼顾,按照不利条件进行台理选择,简化电路设计提高可靠性,降额使用以提高可靠性。 一、检查外观质量 这是简单可行的检验方法,能发现一些电子元器件的早期缺陷和采购过程中的损坏和隐患。因此我们在对电子元器件识别与检测进行时应按照如下操作进行: 1)要检查元器件的型号、规格、厂商、产地必须与设计要求相符合,外包装完好。 2)检查元器件的外观必须完好,表面没有无凹陷、划伤、裂纹等缺陷,外部如有涂层的元器件必须无脱落和擦伤。 3)元器件的电极引线要无压折和弯曲,镀层要完好光洁,无氧化锈蚀。 4)元器件上的型号、规格标记要清晰、完整,色标位置、颜色要满足标准,应认真检查集成电路上的字符。 5)机械结构的元器件尺寸要合格、螺纹灵活、转动手感合适。 6)开关类元件操作灵活,手感良好;接插件松紧要适宜,接触良好。各种电子产品中的元器件均有自身特点,检查时要按各元器件的具体要求确定检查内容。 二、电气性能筛选 为保证电子产品稳定可靠,对上机的元器件进行筛选是一个重要环节。筛选时要按元器件使用要求,对电子元器件施加一种或多种应力使其缺陷暴露,排除
早期失效。筛选试验及施加应力要在合适范围,使有缺陷元器件失效,质量好的元器件要通过试验。 1、元器件效能曲线 电子元器件的效能曲线,即浴盆曲线,反映了元器件在使用中的失效规律。一般在元器件刚投入使用时,因元器件制造过程中原材料、设备、工艺等缺陷而导致失效率较高。元器件经一定时间的使用后,元器件的失效率较低,即偶然失效期。过了正常使用期后,元器件进入老化失效期,即损耗失效期,该元器件时间工作寿命结束在老化失效期,元器件的失效率增高。 2、电子元器件的筛选和老化 元器件的老化的筛选,应人为制造元器件早期工作条件,使元器件处在模拟的工作伏态下,把早期失效的产品在使用前剔除,提高产品的可靠性。 在生产过程中,筛选老化包括高温存储老化,高低温循环老化,高低温冲击老化和高温功率老化等。随着元器件生产水平的提高,要按不同产品要求,国家和企业标佳选择不同的老化筛选要求和工艺。对于可靠性要求极高的电子产品或设备中使用的典型元器件,需100%进行筛选,对要求不高的民品中使用的元器件,要采用抽样检测方式;对一般的电子产品研制和制造中使用的元器件,应采用自然老化和简易电老化方式。 3、参数性能检测 经外观检查及老化的电子元器件,要进行性能指标的测试,淘汰已失效的元器件。要通过性能指标的检测进行挑选。检测前,应对电子元器件检测中常见问题及解决方案有一个全面的了解。要求有多种通用或专门测试仪器,一般性的电子设计或电子设备中使用的元器件,应运用万用表等普通仪表检测。在使用万用表进行检测时,要注意万用表的使用要求,正确地使用。 1)一般的万用表有模拟指针式和数字式两种。前者可靠耐用、直观,而读数不精确,分辨力低;后者读数精确直观,输入阻杭高,使用维护的要求也较高。 2)两种万用表使用时要求选择功能和插孔:指针式一般测大电流高电压时有专门插孔;数字式在测200mA以上电流时用专用插孔,一些型号的万用表的电流挡均用专用插孔。 3)选择量程时要注意指针式万用表指示在约为满刻度的30%~35%和 65%~70%处.误差较小。若被测量不好确定范围,要从最大量程逐步转换。 4)在使用万用表时,人体不可接触表笔的金属部分,确保测量准确和人身安全。
电子元器件在选用时至少应遵循下列准则: 1.元器件的技术条件、技术性能、质量等级等均应满足装备的要求; 2.优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高、有发展前途的标准元器件,不允许选用淘汰品种和禁用的元器件; 3.应最大限度地压缩元器件品种规格和生产厂家; 4.未经设计定型的元器件不能在可靠性要求高的军工产品中正式使用; 5.优先选用有良好的技术服务、供货及时、价格合理的生产厂家的元器件。对关键元器件要进行用户对生产方的质量认定; 6.在性能价格比相等时,应优先选用嘉立创等国产元器件。 电子元器件在应用时应重点考虑以下问题,并采取有效措施,以确保电子元器件的应用可靠性: 1. 降额使用。经验表明,元器件失效的一个重要原因是由于它工作在允许的应力水平之上。因此为了提高元器件可靠性,延长其使用寿命,必须有意识地降低施加在元器件上的工作应力(电、热、机械应力),以使实际使用应力低于其规定的额定应力。这就是降额使用的基本含义。 2. 热设计。电子元器件的热失效是由于高温导致元器件的材料劣化而造成。由于现代电子设备所用的电子元器件的密度越来越高,使元器件之间通过传导、辐射和对流产生热耦合,热应力已成为影响元器件可靠性的重要因素之一。因此在元器件的布局、安装等过程中,必须充分考虑到热的因素,采取有效的热设计和环境保护设计。 3. 抗辐射问题。在航天器中使用的元器件,通常要受到来自太阳和银河系的各种射线的损伤,进而使整个电子系统失效,因此设计人员必须考虑辐射的影
响。目前国内外已陆续研制了一些抗辐射加固的半导体器件,在需要时应采用此类元器件。 4. 防静电损伤。半导体器件在制造、存储、运输及装配过程中,由于仪器设备、材料及操作者的相对运动,均可能因磨擦而产生几千伏的静电电压,当器件与这些带电体接触时,带电体就会通过器件“引出腿”放电,引起器件失效。不仅MOS器件对静电放电损伤敏感,在双极器件和混合集成电路中,此项问题亦会造成严重后果。 5. 操作过程的损伤问题。操作过程中容易给半导体器件和集成电路带来机械损伤,应在结构设计及装配和安装时引起重视。如引线成形和切断,印制电路板的安装、焊接、清洗,装散热板、器件布置、印制电路板涂覆等工序,应严格贯彻电装工艺规定。 6. 储存和保管问题。储存和保管不当是造成元器件可靠性降低或失效的重要原因,必须予以重视并采取相应的措施。如库房的温度和湿度应控制在规定范围内,不应导致有害气体存在;存放器件的容器应采用不易带静电及不引起器件化学反应的材料制成;定期检查有测试要求的元器件等。 半导体集成电路选择应按如下程序和要求进行: 1.根据对应用部位的电性能以及体积、价格等方面的要求,确定所选半导体集成电路的种类和型号; 2.根据对应用部位的可靠性要求,确定所选半导体集成电路应执行的规范(或技术条件)和质量等级;
电子元器件筛选技术
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仪表与电气系统的可靠性设计 电子元器件筛选技术 摘要:电子元器件是电子设备的基础,是保证电子设备高可靠性的基本资源,其可靠性直接影响设备的工作效能的充分发挥。电子元器件是电子设备、系统的基础。随着电子技术的发展,电子元器件在设备中应用数量逐渐增多,对电子元器件的可靠性也提出了越来越高的要求。本文介绍电子元器件的筛选技术。 关键词:电子元器件;可靠性;筛选 1、电子元器件筛选的目的和作用 电子元器件筛选是设法在一批元器件中通过检验和试验剔除那些由于原材料、设备、工艺等(包括人的因素)方面潜在的不良因素所造成的有缺陷的元器件——早期失效元器件,而把具有一定特性的合格器件挑出来。检验包括在规定环境下的目视检查、功能测量等,某些功能测试是在强应力下进行的。 电子元器件失效机理在元器件制造出来之后就已经固定。所以,可靠性筛选不能改变其失效机理,不能改变单个元器件的固有可靠性水平。但是,通过筛选,课剔除早期失效元器件,从而提高成批元器件总体的可靠性水平。或者说,筛选不能提高元器件的固有可靠性,只能提高使用可靠性。 可靠性筛选对性能良好的元器件应该是一种非破坏性试验,即试验应力对好元器件的损伤要尽可能小。反映在整批元器件特性上,就是不应影响其失效机理、失效模式和正常工作。在此前提下,可考虑加大应力进行筛选,以提高筛选效果和缩短筛选时间。筛选的目的是有效地剔除早期失效产品,使失效率降低到可接受的水平。 元器件筛选是提高电子元器件使用可靠性的有效手段。元器件经过筛选可以发现并剔除在制造、工艺、材料方面的缺陷和隐患。元器件筛选对空空导弹这样在飞行任务期间没有可能维修、可靠性指标要求又很高的产品尤为重要。 2、电子元器件筛选分类 电子元器件按照筛选性质分类可以分为四大类: ①检查筛选:显微镜检查筛选;红外线非破坏性检查筛选;X射线非破坏性检查筛选。 ②密封性筛选:液浸检漏筛选;氦质谱检漏筛选;放射性示踪检漏筛选;湿度实验筛选。 ③环境应力筛选:振动、冲击、离心加速度筛选;温度冲击筛选。 ④寿命筛选:高温储存筛选;功率老化筛选。 按照生产过程分类可以分为生产工艺筛选;成品筛选;装调筛选(即用模拟整机使用状态的筛选装置进行动态筛选)。 按照筛选的复杂程度可以分为五类: ①分布截尾筛选:对元器件参数性能的分类; ②应力强度筛选:对元器件施加一定强度的应力后进行测量分选; ③老炼筛选:在规定的时间内对元器件施加各种应力后进行测试筛选; ④线性鉴别筛选:类似于老炼筛选,但要运用数理统计技术进行判别; ⑤精密筛选:在接近元器件使用条件下进行长期老炼并多次精确地测量参数
元器件选型 元器件选型最近稍稍有点忙各处跑来跑去考察了一些企业的产品技术情况比较普遍的一个现象是研发人员无一例外的同声谴责采购和工艺部门对元器件控制不严致使电路板入检合格率低、到客户现场后频频出毛病。并举出了诸多文献实例和专家发言来佐证自己的论断并希望我也能随声附和几句可以借此给相关物料和制造部门施加一点压力但最后我让他们失望了。我给下的结论无一例外都是怪到了研发的头上。并送给了研发弟兄们几个总结性观点?在公司里研发队伍已经足够强势不必再由我添加压垮骆驼的那最后一根稻草?产品的可靠性水平和研发的强势程度成反比?电路设计错误和器件应用不当占了故障的八成因素。举几个简单例子一个电解电容紧挨着散热片焊接的与电解电容相关联的那部分电路参数容易漂现象和结果就是机器参数不稳绿色发光二极管的色调不一致外观看起来不美观发光管都有个波长的要求即使都是绿光波长的细微差别也会导致色差而设计文件上并没对发光管的波长做出规定某块电路工作不好发现将PCB板信号线的一个电感换成磁珠就好了于是就改了BOM单电路板上趴着个磁珠大肆生产了。常规理解看来磁珠似乎和电感的特性是相同的但事实上磁珠表现的是一个随频率变化的电阻特性是消耗性的而电感是储能特性是储存性的削峰填谷。即使从实际结果来看似乎更换器件后没问题但其实并没有搞通真正的器件机理。病虽然莫名其妙的好了但病毒的隐患仍在。宜将剩勇追穷寇不可沽名学霸王毛。主。席教导我们做电路要对电路和器件穷根究底。还有很多类似的问题比如散热似乎热设计只和机箱内温度有关却忽视了一个致命的问题温度系数即使温度不够高到烫手的地步温度的升高是否会导致温漂温漂后的参数值是否会将器件的特征参数推到电路正常工作的边缘比如降额几乎所有工程师都说我们降额了基本降了50余量是足够的这个问题肯定没有。那么降额时所有该降额的参数都降到了安全范围吗同一类功能的器件换了不同封装形式或生产工艺的时候
电子元器件的使用及其选择 发表时间:2019-07-18T09:36:46.823Z 来源:《科技尚品》2019年第2期作者: 1贺凯 2刘兴斌 [导读] 现如今,我国是电子产品发展的时代,电子元器件是电子产品中重要的一个组成部分,为确保电子产品运行稳定性,我们必须注意电子元器件的合理使用和选择问题。在统计各种电子产品故障的数据资料后发现,最常出现的故障原因大多数都和电子元器件有关,69%左右的电子产品出问题是由相关的电子元件问题引起的,而其问题的分析结果表明,电子元件的不规范使用和错误的选择是导致相关产品在运行中失败的最大问题。也就是说,电子元器件 1生态环境部华北核与辐射安全监督站 2中国核电工程有限公司 引言 在进行电路设计的过程中,各个电子元器件经过连接串通,能让电路正常运行,使电子设备可以正常使用。使用可靠性是大多数的电子元器件的工作的核心和基础条件。对于整个电路系统来说,若有一个电子元器件不能正常使用,就会造成整个系统瘫痪。所以,相关设计人员应该要重视电子元器件的使用可靠性,然后通过合理选择和科学设计,提高电子元器件的使用可靠性,只有这样才能保证电路系统功能的正常发挥,才有利于整个系统的稳定。电子元器件大致可分为电子元件、电子器件两大类,后者主要指由半导体材料制成的基础类电子产品(如二极管、晶体管、场效应晶体管、集成电路等)。半导体器件也分无源器件(如二极管)、有源器件(如晶体管、集成电路等)两种类型。无源器件只消耗输入信号的电能,不需要给器件提供电源即可工作;而有源器件需耍专门给器件提供合适的电源才能正常工作。随着电子新技术、新材料和新工艺的不断涌现,有些元件与器件的区分已很难界定,并且许多现代电元器件已不再是纯硬件了,例如单片机和单片系统均为基于软件的芯片。表1将展示有关集成电路和分立器件的产品。 1电子元器件的可靠性概述 电子元器件无法对电流和电压进行控制和变化,因此也将其称为无源器件,其作为组成产品的基础性元素,是维持电子设备可靠性的关键所在。任何一个电子产品都是由大量元器件共同组成,因此电子元器件的可靠性与电子产品整体可靠性息息相关。生产出来的电子元器件存在缺陷具有不可避免性,因此需要对电子元器件进行非破坏性筛选试验,对其施加合理的压力,这样能够将存在潜在缺陷的早期失效产品进行剔除。因此在电子元器件寿命周期内,需要采用主动工艺手段对其施加适当的应力,激发其潜在的缺陷,使共隐患提前暴露出来,确保产品质量的提高。电子元器件的可靠性还可以分为固有可靠性和使用可靠性,即是电子元器件在实际使用过程中表现出来的可靠性。电子元器件使用过程中对其可靠性造成影响的因素较多。由于电子元器件可靠性是衡量电子产品质量的重要指标,因此在选择质量有保证的电子元器件,同时还要对电子元器件进行二次筛选,及时易除掉不合格的元器件及具有缺陷的元器件。以此来保证电子元器件的质量,为产品质量可靠性起到了重要的保证作用。 2电子元件的选择 1)组件类型选择在选择组件的时候要注意以下方面(1)在选择组件之前要明白其应用的环境和各种硬性要求。(2)优先选择硬件过关、使用稳定、规格标准、使用周期长的组件。绝对不使用已经淘汰和即将淘汰的组件。在必须使用非首选组件,非标准组件,新开发的组件时需要更加谨慎。(3)选择有良好声誉和信誉的制造商生产的组件。应选择能够连续生产,并且交货及时,有多种渠道生产供应的组件。(4)要了解组件上不同符号所代表的含义,事先要求对方提供完整的组件模型以供参考。(5)应最大限度地缩小应用组件的品种,规格和对口制造商,这有利于其购买和管理。2)设备质量选择部件质量好坏与故障率挂钩,直接影响使用体验,不同部件质量的合格要求水平都不同,要具体的对所选用的部件具体规定要求。所谓部件的质量水平是指在使用前安装在产品内部的元器件的标准,在元器件的制造,测试和筛选的过程中,都有相应的标准。符合标准的元器件制造厂商一般会提供元件的质量控制标准,所以,根据不同的质量标准层次对产品进行生产和检测,需满足不同的质量水平。因此,在元器件的质量选择上,具体的产品标准是质量等级划分的主要依据。3)包装选择一般将包装分成密封包装和塑料包装。密封包装包括金属、陶瓷、低熔点玻璃等。金属包装优点多,但体积、重量是其无法忽视的缺点。它主要用于晶体管、和集成电路上面。陶瓷包装具有密封性好,散热性好等特点,但容易在低温中变色,它主要用于高频器件和集成电路的应用上,玻璃包装重量轻,密封性能好,但强度与散热效果不尽人意。它主要用于二极管和一些低功耗器件。而塑料包装在重量、体积、工艺、成本方面具有优势,容易进行自动化生产,但气密与机械性能比较差,且无重要的电磁屏蔽效果。它主要用于低功率器件和集成电路。其大多是由环氧树脂构成。用环氧塑料包装器件时,包装是非密封结构,更易受到腐蚀性气体的侵蚀。特别是当温度变化很大时,容易出现化学反应,使器件更容易失效。非密封包装成本低,耐湿性差,密封装置比其高一个安全级别,所以非密封包装一般适用于环境条件好,可靠性要求较低的民用电子产品上。 3电子元器件使用可靠性的改进措施 3.1加大对电子元器件的检测力度 生产过程中,企业要加强对电子元器件的检测力度,增加检测面和检测量,保证市场上的电子元器件在出厂时都属于合格产品。使用过程中,应严格按照电子元器件的标准规范使用,并定期对已经使用的电子元器件进行可靠性检测。具体地,可从以下三方面进行。第一,重视检测工作,有效利用检测结果,预防电子元器件存在安全隐患。第二,制定严格的筛选程序。检查过程中,要确保电子设备的应用质量,及时处理有问题的电子元器件。第三,加强监督职能,重视设备的维护。实际工作中,要强化"防大于治"的观念,加强监督管理职能,做到有问题早发现、早解决,定期维护设备,加大筛查力度,预防电子元器件出现故障,并及时解决发现的问题。 3.2强化监督职能,重视设备维护 电子元器件出现问题后,则会对整个系统或是设备带来较大的影响,因此对于电子元器件需要做好故障预防工作,树立良好的预防理念,强化对电子元器件应用过程中的监管。同时还要记录电子元器件的应用情况,及时发现隐患,并采取有效的措施加以处理。部分企业要重视设备的维护工作,重点分析电子元器件的应用情况,并针对电子元器件故障的原因进行记录和分析,为日后维护工作提供重要的参考。 3.3监督管理电子元器件的生产 我们知道电子元器件的质量好坏是有很大影响的,所以要对器件的生产过程进行质量监督,减少质量不过关产品的生产。可以采取的方法有两种。(1)对器件供应商进行认证及分类管理,符合要求的生产厂商才能作为电子元器件的供应商。(2)对同一品种器件多选择
电子元器件的检测与筛 选方法 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
电子元器件的检测与筛选方法 在电子元器件的筛选中,要注意质量控制,统筹兼顾,科学选择,简化设计,合理运用元器件的性能参数,发挥电子元器件的功能作用。要控制元器件的质量。选择元器件做到统筹兼顾,按照不利条件进行台理选择,简化电路设计提高可靠性,降额使用以提高可靠性。 一、检查外观质量 这是简单可行的检验方法,能发现一些电子元器件的早期缺陷和采购过程中的损坏和隐患。因此我们在对电子元器件识别与检测进行时应按照如下操作进行: 1)要检查元器件的型号、规格、厂商、产地必须与设计要求相符合,外包装完好。 2)检查元器件的外观必须完好,表面没有无凹陷、划伤、裂纹等缺陷,外部如有涂层的元器件必须无脱落和擦伤。 3)元器件的电极引线要无压折和弯曲,镀层要完好光洁,无氧化锈蚀。 4)元器件上的型号、规格标记要清晰、完整,色标位置、颜色要满足标准,应认真检查集成电路上的字符。 5)机械结构的元器件尺寸要合格、螺纹灵活、转动手感合适。 6)开关类元件操作灵活,手感良好;接插件松紧要适宜,接触良好。各种电子产品中的元器件均有自身特点,检查时要按各元器件的具体要求确定检查内容。 二、电气性能筛选 为保证电子产品稳定可靠,对上机的元器件进行筛选是一个重要环节。筛选时要按元器件使用要求,对电子元器件施加一种或多种应力使其缺陷暴露,排除早期失
效。筛选试验及施加应力要在合适范围,使有缺陷元器件失效,质量好的元器件要通过试验。 1、元器件效能曲线 电子元器件的效能曲线,即浴盆曲线,反映了元器件在使用中的失效规律。一般在元器件刚投入使用时,因元器件制造过程中原材料、设备、工艺等缺陷而导致失效率较高。元器件经一定时间的使用后,元器件的失效率较低,即偶然失效期。过了正常使用期后,元器件进入老化失效期,即损耗失效期,该元器件时间工作寿命结束在老化失效期,元器件的失效率增高。 2、电子元器件的筛选和老化 元器件的老化的筛选,应人为制造元器件早期工作条件,使元器件处在模拟的工作伏态下,把早期失效的产品在使用前剔除,提高产品的可靠性。 在生产过程中,筛选老化包括高温存储老化,高低温循环老化,高低温冲击老化和高温功率老化等。随着元器件生产水平的提高,要按不同产品要求,国家和企业标佳选择不同的老化筛选要求和工艺。对于可靠性要求极高的电子产品或设备中使用的典型元器件,需100%进行筛选,对要求不高的民品中使用的元器件,要采用抽样检测方式;对一般的电子产品研制和制造中使用的元器件,应采用自然老化和简易电老化方式。 3、参数性能检测 经外观检查及老化的电子元器件,要进行性能指标的测试,淘汰已失效的元器件。要通过性能指标的检测进行挑选。检测前,应对电子元器件检测中常见问题及解决方案有一个全面的了解。要求有多种通用或专门测试仪器,一般性的电子设计或电